Processamento e visualização tridimensional de imagens de satelite e radar

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Com o avanço das tecnologias de imageamento para a área de previsão meteorológica, o processamento de imagens e computação gráfica tem permitido melhorar a qualidade dos resultados no que tange aspectos de interpretação e visualização. O INCoD tem trabalhado com pesquisas e desenvolvimento inovadoras nesta área. Estas soluções são executadas em parceria com o INPE, CEMADEN e EPAGRI gerando ferramentas que auxiliam os meteorologistas e climatologistas a melhorar as previsões.

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Processamento e visualização tridimensional de imagens de satelite e radar

  1. 1. Processamento e visualização de imagens de Satélite e Radar PROCESSAMENTO DE IMAGENS E COMPUTAÇÃO GRÁFICA Dr. Sylvio Luiz Mantelli NetoUFSC-INCODUniversidade Federal de Santa CatarinaInstituto Nacional para a Convergência DigitalInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais www.inpe.br www.incod.ufsc.br
  2. 2. TOPICOS PRINCIPAIS  Definição: sensoriamento remoto.  Motivações para o nosso trabalho  Processamento de imagens .  Monitorar condições atmosféricas em larga escala.  Previsão do tempo, queimadas, secas, enchentes, eventos extremos.  Monitoramento da quantidade de nuvens.  Disdrômetro.  Validação combinada de imagens de radar e satélite.  Visualização 3-D de imagens de radar (computação gráfica).
  3. 3. DEFINIÇÃO Sensoriamento remoto, processamento de imagens. Conjunto de técnicas que possibilita a obtenção de informações sobre alvosna superfície terrestre (objetos, áreas) ou atmosféricos (fenômenos). Através do registro da interação da radiação eletromagnética , realizado porsensores distantes, ou remotos. Geralmente estes sensores estão presentesem plataformas orbitais , satélites, radares e aviões . A NASA e o NOAA são os maiores produtores e captadoras de imagensrecebidas por seus satélites, radares, etc. No Brasil, o principal órgão que atua nesta área é o Instituto Nacional dePesquisas Espaciais - INPE. Pesquisas desenvolvidas no LAPIX desenvolvem técnicas de processamentodestas imagens, métodos estatísticos e inteligência computacional.
  4. 4. OBJETO DE ESTUDO
  5. 5. DESAFIOS  BRASIL: 8.456.510 km² de terra.  Santa Catarina 95.346 km².  Monitorar condições atmosféricas em larga escala. Previsão do tempo, queimadas, secas, enchentes, eventos extremos.  Monitoramento da quantidade de nuvens.  Validação combinada de imagens de radar e satélite.  Visualização 3-D de imagens de radar e satélite.
  6. 6. COBERTURA DE NUVENS ATRAVÉS DE VISÃO COMPUTACIONAL• Satélite GOES-12 monitora a Terra a 30.000 km de altitude.• Imagens a cada 3 horas. (VIS, 3xIR, VP)• Nuvens influenciam modelos computacionais numéricos.• Quantificar as nuvens para considerá-las nos modelos NÃO CONFUNDIR COM de previsão. CLOUD COMPUTING !
  7. 7. CLOUD COVERAGE FROM SURFACE Fpolis Fpolis Fpolis dayly cloudness 20021103 200211031015 200211031030 Classification results *Cooperation INPE-MCT Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, v. 27, n. 9, p. 1504 – 1517, 2010. The use of Euclidean geometric distance for classification of sky and cloud patterns. Mantelli, Wangenhein, Pereira & Comunello
  8. 8. AS CORES DO CÉU
  9. 9. DISDROMETRO Mede as gotas de chuva. Taxas de precipitação. Distribuição do tamanho das gotas . Ajustes nas estimativas de radares. Erosão do solo e deslizamentos. Atenuação de microondas (GPS, NET e SKY). Fornos de microondas. Santa Catarina tem dois radares. Um terceiro radar em fase de compras. FORMATO REAL DE UMA GOTA DE CHUVA
  10. 10. DISDROMETER Existing types: 1-) RD-80® ~ EURO − Impact (piezoelectric effect) 50cm 2 33000,00 − Optical (laser or light source) 54cm2 − One line scan cameras: 100 cm2 2-) OTT® ~ EURO INCOD research: 6000,00 − Methods for tracking and hidrometeror assessment. − Video disdrometer. 3-) Joanneun ® ~ EURO − CNPQ grant 478694/2011-3. ? 1-) http://www.distromet.com/ 2-) http://www.ott.com 3-) http://www.distrometer.at/
  11. 11. VALIDAR ESTIMATIVAS DE PRECIPITAÇÃO UTILIZANDO RADARES RESOLUÇÃO TEMPORAL Radares produzem imagens 3-D a cada 15 minutos. Satélites produzem imagens 2-D a cada 3 horas. RESOLUÇÃO ESPACIAL  O,75 km. www.cemaden.gov.br  Alcance máximo 250 km. Centro de Monitoramento e Alerta de Desastres Naturais Figure Source: Sensoriamento Remoto da Atmosfera II, INPE-MCT Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, Ministério da Ciência e Tecnologia.
  12. 12. RADAR Storm tracking
  13. 13. 3-D visualization of NWP models Large amount of data generated by NWP. Meteorologists usually interprets layers. GPGPU hi degree of parallel processing. Low cost but still complex implementation.
  14. 14. 3-D visualization of NWP for forecasting using GPUs.
  15. 15. Augmented reality for monitoring of severe weather systems.

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